JP2001074469A - 振動子の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動子と支持部材との接合を安定にした振動
子の支持構造を提供する。 【解決手段】 振動ジャイロ１０は、柱状の振動子１２
と、振動子１２の節点に対応する位置に接合される支持
部材２２と、振動子１２の側方に離間して配置され、支
持部材２２の端部が固着される支持台２４とを含む。支
持部材２２は、振動子１２に接合される中央部２２ａが
振動子１２側に突出するように、中央部２２ａおよび中
間部２２ｂが振動子１２側に膨らむように湾曲されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は振動子の支持構造
に関し、特にたとえば振動ジャイロなどに用いられる振
動子の支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この発明の背景となる従来の振動ジャイ
ロとして、本件出願人が特願平１１−０１９８２２号と
して出願したものがある。図６はこの従来の振動ジャイ
ロを示す斜視図解図であり、図７はその振動ジャイロの
正面図解図である。図６および図７に示す振動ジャイロ
１では、振動子２の上下面に４つの支持部材３の略矩形
板状の中央部３ａがパッドとしてはんだ付けまたは導電
接着剤で振動子２を挟持するようにして接合される。こ
れらの支持部材３は、それぞれ、中央部３ａの両側に、
略Ｚ字状の中間部３ｂを介して矩形板状の端部３ｃを有
する。これらの支持部材３は、特に図７に示すように、
平面状に成形されたものが用いられる。また、それらの
支持部材３の端部３ｃは、それぞれの支持台４の上下面
に固着される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図６および図７に示す
振動ジャイロ１では、支持部材３の平面性が劣る場合や
支持台４の厚みにばらつきが生じた場合、振動子２と支
持部材３のパッド（中央部３ａ）との間に微妙な隙間が
生じる。そうすると、その隙間にはんだまたは導電性接
着剤の不要な層が形成され、この層の部分により、振動
子と支持部材との接合が安定にならず、振動ロスが生
じ、振動子の共振抵抗の増大やＱの低下を招き、振動ジ
ャイロとしての感度の低下が起こる。

【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、振
動子と支持部材との接合を安定にした振動子の支持構造
を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる振動子
の支持構造は、振動子と、振動子を挟持するようにして
振動子に接合される支持部材とを含む振動子の支持構造
において、支持部材として、振動子に接合される部分が
振動子側に突出したものが用いられることを特徴とす
る、振動子の支持構造である。この発明にかかる振動子
の支持構造では、支持部材として、たとえば、中間部が
振動子側に湾曲されたものや中間部が振動子側に折り曲
げられたものが用いられる。また、この発明にかかる振
動子の支持構造では、支持部材の端部が振動子の側方に
離間して配置される支持台に固着されてもよい。

【０００６】この発明にかかる振動子の支持構造では、
支持部材として振動子に接合される部分が振動子側に突
出したものが用いられるので、支持部材などに寸法のば
らつきが生じても、振動子に支持部材のばね圧力がかか
り、振動子に支持部材が密着し、それらの間に隙間が生
じない。そのため、それらの間に不要な層が形成され
ず、振動子と支持部材との接合が安定になる。その結
果、振動ロスが発生せず、振動子の共振抵抗の増大やＱ
の低下が防止され、また、この発明にかかる振動子の支
持構造を振動ジャイロに用いた場合に振動ジャイロとし
ての感度の低下が防止される。

【０００７】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１はこの発明にかかる振動ジャ
イロの一例を示す斜視図解図であり、図２はその振動ジ
ャイロの正面図解図であり、図３はその振動ジャイロの
平面図解図である。この振動ジャイロ１０は、たとえば
正４角柱状の振動子１２を含む。

【０００９】振動子１２は、たとえば短冊状の第１の圧
電体基板１４ａおよび第２の圧電体基板１４ｂを含む。
第１の圧電体基板１４ａおよび第２の圧電体基板１４ｂ
は、積層され接着される。また、第１の圧電体基板１４
ａおよび第２の圧電体基板１４ｂは、互いに逆の厚み方
向に分極される。なお、第１の圧電体基板１４ａおよび
第２の圧電体基板１４ｂの分極の方向は、互いに対向す
る方向であってもよい。

【００１０】第１の圧電体基板１４ａの主面には、その
幅方向に間隔を隔てて２つの分割電極１６，１６が形成
される。また、第２の圧電体基板１４ｂの主面には、共
通電極１８が形成される。さらに、第１の圧電体基板１
４ａおよび第２の圧電体基板１４ｂ間には、中間電極２
０が形成される。

【００１１】この振動子１２では、第１の圧電体基板１
４ａおよび第２の圧電体基板１４ｂが互いに逆の厚み方
向に分極されているので、２つの分割電極１６，１６お
よび共通電極１８間にたとえば正弦波信号などの駆動信
号を印加すれば、第１の圧電体基板１４ａおよび第２の
圧電体基板１４ｂが互いに逆に振動する。この場合、第
１の圧電体基板１４ａがその主面に平行する方向に伸び
ているときには、第２の圧電体基板１４ｂはその主面に
平行する方向に縮む。逆に、第１の圧電体基板１４ａが
その主面に平行する方向に縮んでいるときには、第２の
圧電体基板１４ｂはその主面に平行する方向に伸びる。
そのため、第１の圧電体基板１４ａおよび第２の圧電体
基板１４ｂは、その長手方向における両端部から少しだ
け内側の部分をノード部分として、その主面に直交する
方向に屈曲振動する。

【００１２】振動子１２の上面および下面における節点
（ノード）に対応する４か所には、４つの支持部材２２
の略矩形板状の中央部２２ａがたとえばはんだ付けや導
電接着剤で取り付けられて、振動子１２が上下方向から
挟持される。支持部材２２は、振動子１２の分割電極お
よび共通電極に駆動信号を与え、また分割電極および共
通電極から検出信号を得るための導電線ともなる。その
ため、振動子１２の上面の長手方向の一方の支持部材２
２の中央部２２ａは一方の分割電極１６に電気的に接続
され、長手方向の他方の支持部材２２の中央部２２ａは
他方の分割電極１６に電気的に接続される。また、振動
子１２の下面の２つの支持部材２２の中央部２２ａは、
共通電極１８に電気的に接続される。

【００１３】上述の支持部材２２は、中央部２２ａが略
矩形板状のパッドとして形成され、中央部２２ａの両側
には、それぞれ、振動子１２の振動の閉じ込め効果を得
るための略Ｚ字状の中間部２２ｂを介して矩形板状の端
部２２ｃが形成される。また、支持部材２２は、特に図
２に示すように、中央部２２ａが振動子１２側に突出す
るように、中央部２２ａおよび中間部２２ｂが振動子１
２側に湾曲されている。これらの支持部材２２は、たと
えばリン青銅などの恒弾性金属の板材を打ち抜くことに
より形成される。

【００１４】さらに、振動子１２の上面に接合された支
持部材２２の端部２２ｃは、振動子１２の側方に離間し
て配置された直方体状の支持台２４の上面に露出した金
属ピン２６にたとえばはんだ付けや導電接着剤で固着さ
れるとともに電気的に導通される。同様に、振動子１２
の下面に接合された支持部材２２の端部２２ｃは、支持
台２４の下面に露出した金属ピン２６にたとえばはんだ
付けや導電接着剤で固着されるとともに電気的に導通さ
れる。支持台２４は、図３に示すように、合成樹脂でな
る筐体２８と一体に形成されるものである。金属ピン２
６は、支持台２４内に埋設され、他端部が筐体２８内に
保持された他の回路に電気的に接続される。

【００１５】さらに、この振動ジャイロ１０では、支持
台２４の振動子１２に対向する側のエッジ部に切り欠き
部３０が形成される。切り欠き部３０を形成することに
より、支持部材２２と支持台２４との間に空隙部が形成
されることになる。この切り欠き部３０の形成される部
分は、図２に示すように支持台２４において金属ピン２
６が埋設されておらず、支持部材２２と支持台２４とが
固着されない部分である。

【００１６】この振動ジャイロ１０では、発振回路から
出力されるたとえば正弦波信号などの駆動信号が、支持
部材２２を介して、振動子１２の２つの分割電極１６，
１６および共通電極１８間に印加される。この駆動信号
によって、第１の圧電体基板１４ａおよび第２の圧電体
基板１４ｂは、その主面に直交する方向に屈曲振動す
る。その状態で、振動ジャイロ１０が振動子１２の中心
軸を中心に回転すると、その回転角速度に応じたコリオ
リ力が、第１の圧電体基板１４ａおよび第２の圧電体基
板１４ｂの主面に平行しかつ振動子１２の中心軸に直交
する方向に働く。したがって、振動子１２の屈曲振動の
方向が変わる。そのため、２つの分割電極１６，１６間
には、その回転角速度に応じた信号が発生する。そし
て、２つの分割電極１６，１６間に発生する信号は、支
持部材２２を介して、差動増幅回路によって検出され、
差動増幅回路の出力信号によって、回転角速度を知るこ
とができる。

【００１７】また、この振動ジャイロ１０では、振動子
１２に接合される中央部２２ａが振動子１２側に突出す
るように中央部２２ａおよび中間部２２ｂが振動子１２
側に膨らむように湾曲された支持部材２２が用いられる
ので、支持部材２２や支持台２４に寸法のばらつきが生
じても、振動子１２に支持部材２２のばね圧力がかか
り、振動子１２に支持部材２２が密着し、それらの間に
隙間が生じない。そのため、それらの間に不要な層が形
成されず、振動子１２と支持部材２２との接合が安定に
なる。その結果、振動ロスが発生せず、振動子１２の共
振抵抗の増大やＱの低下が防止される。そのため、この
振動ジャイロ１０では、感度の低下が防止される。

【００１８】さらに、この振動ジャイロ１０では、支持
台２４のエッジ部に切り欠き部３０が形成されることに
より空隙部が設けられるので、そのエッジ部において支
持部材２２と支持台２４とが擦れることがない。そのた
め、擦れによる振動の不安定化が防止され、振動ジャイ
ロ１０の温度ドリフトや長期ドリフトが安定化する。

【００１９】図４はこの発明にかかる振動ジャイロの他
の例を示す正面図解図であり、図５はその振動ジャイロ
に用いられる支持部材を示す側面図解図である。図４に
示す振動ジャイロ１０では、図１ないし図３に示す振動
ジャイロ１０と比べて、支持部材２２の中央部２２ａが
振動子１２側に突出するようにするために、支持部材２
２の中央部２２ａおよび中間部２２ｂが湾曲される代わ
りに、支持部材２２の略Ｚ字状の中間部２２ｂが振動子
１２側に折り曲げられている。その結果、図４に示す振
動ジャイロ１０でも、図１ないし図３に示す振動ジャイ
ロ１０と同様の効果を得ることができる。

【００２０】なお、上述の各振動ジャイロ１０では正４
角柱状の振動子１２、略Ｚ字状の中間部２２ｂを有する
支持部材２２および直方体状の支持台２４が用いられて
いるが、この発明ではそれらは他の形状に形成されても
よい。

【００２１】また、この発明は、振動ジャイロ以外の装
置などに用いられる振動子の支持構造にも適用され得
る。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、振動子と支持部材と
の接合を安定にした振動子の支持構造が得られる。その
ため、この発明にかかる振動子の支持構造を振動ジャイ
ロに用いれば、振動ジャイロの感度の低下を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる振動ジャイロの一例を示す斜
視図解図である。

【図２】図１に示す振動ジャイロの正面図解図である。

【図３】図１に示す振動ジャイロの平面図解図である。

【図４】この発明にかかる振動ジャイロの他の例を示す
正面図解図である。

【図５】図４に示す振動ジャイロに用いられる支持部材
を示す側面図解図である。

【図６】この発明の背景となる従来の振動ジャイロの一
例を示す斜視図解図である。

【図７】図６に示す振動ジャイロの正面図解図である。

【符号の説明】

１０ 振動ジャイロ １２ 振動子 １４ａ 第１の圧電体基板 １４ｂ 第２の圧電体基板 １６ 分割電極 １８ 共通電極 ２０ 中間電極 ２２ 支持部材 ２２ａ 中央部 ２２ｂ 中間部 ２２ｃ 端部 ２４ 支持台 ２６ 金属ピン ２８ 筐体 ３０ 切り欠き部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動子、および前記振動子を挟持するよ
   うにして前記振動子に接合される支持部材を含む振動子
   の支持構造において、 前記支持部材として、前記振動子に接合される部分が前
   記振動子側に突出したものが用いられることを特徴とす
   る、振動子の支持構造。
2. 【請求項２】 前記支持部材として、中間部が前記振動
   子側に湾曲されたものが用いられる、請求項１に記載の
   振動子の支持構造。
3. 【請求項３】 前記支持部材として、中間部が前記振動
   子側に折り曲げられたものが用いられる、請求項１に記
   載の振動子の支持構造。
4. 【請求項４】 前記支持部材の端部が前記振動子の側方
   に離間して配置される支持台に固着される、請求項１な
   いし請求項３のいずれかに記載の振動子の支持構造。